電氣自動化控制中的PLC控制系統應用

王彥偉

（神華神東煤炭集團大保當煤礦籌建處，陜西 神木 719300）

0 引 言

在當前自動化控制運行過程中，工業企業利用PLC控制系統，實現系統可編程控制的記錄和運行，結合繼電接觸控制器技術、云計算技術以及PLC控制系統等，解決傳統電氣控制系統的內部接線復雜、運行可靠性低及能耗高等問題，實現電氣自動化的高效運行。

1 PLC控制系統概述

PLC控制系統以編程為基礎，驅動中央處理器存儲器、輸入輸出電路接口、電源以及通信模塊等。PLC控制系統包括硬件部分和軟件部分，硬件和軟件結合，驅動控制程序實現電氣自動化。除了程序編寫，PLC控制系統還能根據實際的數字控制，按照串行形式設置內部CPU順序，同時進行程序編程和運行。設計系統中，子程序和中斷程序等構成軟件模塊，驅動電氣線路和抗干擾模塊的運行。從當前技術的應用效果看，軟件設計是重要組成部分。編程方法包括狀態表法、流程圖法、邏輯代數法以及功能圖法。設計程序時，查找輸出對象，確定關斷條件，按照編程公式，結合PLC編程要求建立梯形圖。梯形圖比語句表述更加直觀。

調試系統在電路斷開的環境下運行，模擬開關信號，調試系統的軟件部分。通過綜合應用電位器和萬用表，模擬多種現場信號，觀察PLC輸出的邏輯關系，用電腦直接進行模擬調試和聯機調試。現場PLC電氣控制時，需要斷開主電氣才能開始調試，同時仍需對軟件設計進行編寫，滿足控制要求才能交付使用。

1.1 PLC控制系統在電氣自動化控制中的特征

相比同價位和同類型的控制器，PLC控制系統的性能和功能更加優越。大量的編程構成和管理，可依據用戶的要求進行有針對性的控制。體系建立后，利用網絡通信技術收集眾多的管理控制內容，采集分析并處理數據，從而實現統一高效的管理控制[1]。

1.2 PLC控制系統的優勢

PLC控制系統運行過程中，在系統內部已構成的基礎上發揮精準優勢。一般情況下，PLC控制系統具有可靠且持續穩定運行的特點。維護過程中，簡單的結構即可使系統保持正常的運行，還能提升工作效率，降低工作成本。

1.3 PLC控制系統的編程語言

PLC控制系統的編程語言具有簡單、快速的特點，在較短的時間內，不需借助計算機就能完成復雜的編程，實現目標工作程序的運行。簡單的語言快速投入到實際工作中，邊運行邊錄入編程，避免設備拆卸，還能防止設備發生故障，降低工作強度。

2 電氣自動化控制系統中的各種應用分析

PLC控制系統采用可編程控制器，通過數字或模擬輸出方式控制生產，在軟硬件的驅動下，傳統的繼電器運行模式被替代，PLC編程器控制信息迅速做出判斷和分析，實現無干擾的工業自動化運行。

2.1 PLC控制系統用于開關量控制

可有效控制多達數萬點的點數，按照固定順序進行隨機工作。PLC控制系統的硬件結構及軟件程序，可以靈活控制多套和多組程序的編寫，依據需要進行調用，還可以根據工業現場進行變換。發揮PLC控制系統技術的應用優勢，能更可靠地控制開關量。

2.2 控制模擬量

如溫度、電壓以及電流等，可采用模擬量控制的方法。PLC控制系統控制模擬量時，采用工業控制電子裝置。在連續性生產過程中，工業生產針對大中型設備控制模擬量，配置模擬量與數字量相互轉換的A/D單元和D/A單元，并轉換外電路的模擬量，把PLC控制系統的數字量以特殊的單元組成進行整合，穩定控制電流、電壓以及溫度。例如，在小型機上設置8位二進制數，大中型機場設置12位二進制，進行數字量輸入輸出的同時進行浮點運算；可以運用PID指令進行比例、微分以及積分運算，輸出相應的偏差質量[2]。

2.3 PLC控制系統應用于運動控制

PLC控制系統在進行運動控制時，可以有效提升運動控制質量。實際的物理量除了模擬開關量外，均以數字量表示。基于計算機技術接收脈沖信號，提升頻率，進行數據處理和運算，并配備相應的傳感器和脈沖字符裝置，從而實現運動單元的點位控制。

2.4 PLC控制系統技術應用于數據采集存儲

PLC控制系統技術應用于數據采集存儲，大量的數據在數據存儲區進行調取和運行，定時寄出數據。當模擬量轉換成數字量時，定時轉存到DM區中，由計算機讀取DM區的數據，與計算機通信結合形成計算機數據終端。

2.5 PLC控制系統技術監控信號和聯網通信

利用自動控制系統的過程中，PLC控制系統監控技術可縮短故障修復時間。采用計算機參與編程對PLC控制系統進行控制，可充分發揮計算機的功能，實現計算機對PLC控制系統的監控。將PLC控制系統與智能儀表和智能執行裝置相聯系，采用聯網通信的方法交換數據，可形成遠程控制系統，覆蓋面積可以達到10 km2。計算機和各種智能裝置運用總線進行環形網運行，可實現網與網的橋接，實現智能裝置組織在網中直接交換通信信息[3]。

3 PLC控制系統在工業裝置電氣自動化控制中的應用

PLC以功能設計為核心，根據控制對象的工藝要求，對系統的控制提供信號指令，包括產品種類和機械布局等。以PLC型DCS控制系統在工業裝置中的應用為例，引入電氣自動化生產技術后，有機整合通信技術和計算機技術等，形成分散控制、分級形式以及集中操作等運行模式，密切人機關系，控制好計算機風險因素，解決計算機操作過程中的不足問題，實現工業控制領域的科學發展。

在PLC技術的應用過程中，能對溫控進行有效識別和判斷。PLC控制系統在驅動散熱裝置時，判斷外部因素環境，根據控制系統的實際運行要求，保證PLC控制體系能高效適應溫度調整需求，結合溫度特點優化系統的操作性能。

PLC控制系統處理數據資源時，綜合優化傳輸管理，合理控制數據資源的傳輸價值，保證資源安全調動。PLC運動控制主要采用軌跡控制模式，根據運行需求運行步進電機和伺服電機進行單軸和多軸的位置控制，從而滿足加速度的要求，使得系統具有很高的控制精度。PLC脈沖控制對流量、壓力以及速度進行檢測和控制，實行模擬量PID模塊的A/D轉換和D/A轉換，從而實現閉環生產。

PLC控制系統技術在化工裝置電氣自動化中的應用，結合所有獲取的數據信息進行匯總，得出準確的決策方案。在化工生產中，各個化工裝置的自動化控制借助PLC控制系統技術加以實現，促使化工裝置的自動化控制更加可靠。PLC控制系統技術在化工裝置自動化技術的應用，對連接和組裝中技術環節加以控制，可提升化工裝置自動化控制應用準確度，規避存在隱患。

以混合料生產環節為例，將PLC技術與混合系統結合，改變混合料生產中相關工作人員的參與模式，在辦公室進行遠程控制，降低工作人員的勞動量，實現生產原料的自動化檢測，并確保其質量和性能符合混合料生產的要求，在保障生產質量的同時，保證機械設備運行安全平穩。嚴格把關電源模板，針對電源和電壓進行協調控制。中央處理單元以PLC控制系統為核心，重點圍繞輸入和輸出端口進行合理設置，確保運算和控制相互協調，實現理想的采集和輸出效果。針對實際變化的信息，提高接口運行的穩定性，合理配置底板與接口模板，保障系統的穩定可靠運行[4]。

采用PLC型DCS控制系統，提升工業生產效率。實行系統自動化和生產線的集成管理，如采用集中通信控制、計算機融合以及DSC控制技術等，發揮集散控制技術優勢，構建工業生產領域的先進技術。在微機控制系統和電子控制系統的設計思路上，將DSC控制系統視為重要核心組成，提升控制風險的能力，降低人機間的聯系難度，發揮PLC可控制編程技術速度快和靈活可靠的技術優勢，替代傳統的機械觸點繼電器。選擇合適的電源，按照額定輸出電流模塊計算消耗的電流，匹配選擇功能模塊，保證系統運行的穩定性。設計控制元器件，做好故障應用措施，分配功能子程序和存儲空間，正確選擇輸入和輸出模塊，實現控制系統的安裝與連接，實現PLC控制系統多個部件的配線，調試實現PLC運行。此外，需注重設計階段的細節，出現問題時應立即停機處理。

結合開關量控制PLC控制系統的特點，借助PLC控制系統對過往機電器設備的應用進行優化，縮短控制間隔，確保開關量控制方面具備較強的可靠性。在化工裝置自動化控制中，分析和處理PLC控制系統中的常見故障，避免對裝置的穩定性產生威脅[5]。例如，電源系統方面的故障，PLC控制系統控制人員和系統維護管理人員需重點把握各種常見故障，明確其發生原因，依據外界環境和相關影響因素進行全方位分析，從而優化PLC控制系統運行效果。

4 結 論

PLC功能強大，是電氣自動化控制系統中的核心，控制邏輯問題多種多樣。PLC控制系統聯網通信能力強大，不斷有新的聯網結構被創新并被應用，使得工業控制實現了從點到線再到面的控制，可為工業企業創造更好的效益。